Encore une innovation de l’Office of Naval Research (ONR) américain: le SPINEL. Ce matériau correspond à de l’aluminate de magnésium – MgAl2O4 (oxyde de magnésium et d’aluminium); il est bien plus résistant que le verre, vis à vis de l’érosion, possède une dureté remarquable. En réalité, le Spinel est connu depuis fort longtemps en joaillerie: on l’appelle la spinelle, et il s’agit d’une pierre fine.
Ce matériau était connu depuis longtemps dans d’autres métiers, en particulier en raison de son faible poids, un atout évident pour l’utilisation en environnement contraint, comme l’aéronautique et le spatial. Mais pour la première fois, l’ONR a réussi à concevoir et fabriquer de la spinelle parfaitement transparente, en utilisant une technique de presse chaude, sous vide, à partir de poudre de nanoparticules.
Dans les bonnes conditions, il devient possible de supprimer l’air piégé dans le mélange: le résultat est parfaitement transparent. Ce nouveau matériau conserve donc toutes les propriétés de la spinelle classique, mais possède également des propriétés optiques remarquables, comme celle de laisser passer les rayonnements infrarouges. Et contrairement au verre, une craquelure ne se propage pas, le matériau étant polycristallin, l’énergie de cassure se dissipe très rapidement ce qui empêche la propagation.
La spinelle permet donc de concevoir des vitres blindées pare-balles, pour la moitié ou le tiers du poids classique.
Le fait de laisser passer les infrarouges permet d’utiliser la spinelle dans le domaine de la protection des caméras infrarouge; le verre ne permettant pas de le faire, jusqu’à maintenant, le recours à des matériaux exotiques, donc coûteux, était l’unique alternative.
De la même manière, la spinelle peut être utilisée pour les orifices de sortie LASER, puisqu’elle ne comporte pas d’impuretés (susceptible de chauffer lors du passage du rayon).
L’utilisation d’une technique de presse, à partir d’une poudre de nanoparticules, permet de concevoir des verres de spinelle de formes variées : il devient ainsi possible de concevoir directement un dôme optique dans ce matériau. Une expérimentation est en cours, afin de concevoir des visières avec affichage tête haute, à l’épreuve des balles. La dualité de cette recherche est évidente; nul doute que la spinelle transparente synthétique se retrouve rapidement dans les écrans de nos smartphones…
Photos (c) Office of Naval Research
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